বিভিন্ন ডিজাইনে ধাতুগুলিকে কার্যকরভাবে ব্যবহার করতে, সেগুলি কতটা শক্তিশালী তা জানা গুরুত্বপূর্ণ৷ কঠোরতা হল ধাতু এবং সংকর ধাতুগুলির সর্বাধিক গণনা করা গুণমানের বৈশিষ্ট্য। এটি নির্ধারণের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে: ব্রিনেল, রকেল, সুপার-রকওয়েল, ভিকারস, লুডউইক, শোর (মনোট্রন), মার্টেনস। নিবন্ধটি রকওয়েল ভাইদের পদ্ধতি বিবেচনা করে৷
পদ্ধতি কি
রকওয়েল পদ্ধতি হল কঠোরতার জন্য উপকরণ পরীক্ষা করার একটি পদ্ধতি। অধ্যয়নের অধীনে উপাদানটির জন্য, নির্দেশকের হার্ড টিপের অনুপ্রবেশ গভীরতা গণনা করা হয়। এই ক্ষেত্রে, প্রতিটি কঠোরতা স্কেলের জন্য লোড একই থাকে। সাধারণত এটি 60, 100 বা 150 kgf হয়।
অধ্যয়নের নির্দেশক হল টেকসই উপাদান বা হীরার শঙ্কুর বল। তাদের একটি বৃত্তাকার বিন্দুযুক্ত প্রান্ত এবং একটি 120-ডিগ্রি শীর্ষ কোণ হওয়া উচিত।
এই পদ্ধতিটি সহজ এবং দ্রুত পুনরুৎপাদনযোগ্য বলে পাওয়া গেছে। যা এটিকে অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় একটি সুবিধা দেয়৷
ইতিহাস
ভিয়েনার গবেষণা অধ্যাপক লুডভিগ প্রথম গবেষণার জন্য একটি ইন্ডেন্টার ব্যবহারের প্রস্তাব করেছিলেনউপাদান ভেদ করে এবং আপেক্ষিক গভীরতা গণনা করে কঠোরতা। তার পদ্ধতি বর্ণনা করা হয়েছে 1908 সালের ডাই কেগেলপ্রোবের রচনায়।
এই পদ্ধতির ত্রুটি ছিল। ভাই হিউ এবং স্ট্যানলি রকওয়েল একটি নতুন প্রযুক্তির প্রস্তাব করেছিলেন যা পরিমাপ পদ্ধতির যান্ত্রিক অসম্পূর্ণতার ত্রুটিগুলি (ব্যাকলাশ এবং পৃষ্ঠের ত্রুটি, উপকরণ এবং অংশগুলির দূষণ) দূর করে। অধ্যাপকরা একটি কঠোরতা পরীক্ষক আবিষ্কার করেছেন - একটি ডিভাইস যা অনুপ্রবেশের আপেক্ষিক গভীরতা নির্ধারণ করে। এটি ইস্পাত বল বিয়ারিং পরীক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়েছিল৷
ব্রিনেল এবং রকওয়েলের পদ্ধতি দ্বারা ধাতুর কঠোরতা নির্ধারণ বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের মনোযোগের দাবি রাখে। কিন্তু ব্রিনেল পদ্ধতিটি নিম্নমানের ছিল - এটি ধীরগতির ছিল এবং শক্ত স্টিলের জন্য ব্যবহার করা হয়নি। সুতরাং, এটি একটি অ-ধ্বংসাত্মক পরীক্ষার পদ্ধতি হিসাবে বিবেচিত হতে পারে না৷
1919 সালের ফেব্রুয়ারিতে, কঠোরতা পরীক্ষকটি 1294171 নম্বরের অধীনে পেটেন্ট করা হয়েছিল। এই সময়ে, রকওয়েলস একটি বল বহনকারী কোম্পানির জন্য কাজ করেছিল।
1919 সালের সেপ্টেম্বরে, স্ট্যানলি রকওয়েল কোম্পানি ছেড়ে নিউ ইয়র্ক স্টেটে চলে আসেন। সেখানে তিনি ডিভাইসটির উন্নতির জন্য একটি আবেদন জমা দেন, যা গৃহীত হয়। নতুন ডিভাইস পেটেন্ট করা হয়েছে এবং 1921 সালের মধ্যে উন্নত হয়েছে।
1922 সালের শেষের দিকে, রকওয়েল একটি তাপ চিকিত্সা প্ল্যান্ট প্রতিষ্ঠা করেছিলেন যা এখনও কানেকটিকাটে কাজ করে। 1993 সাল থেকে ইনস্ট্রন কর্পোরেশনের অংশ।
পদ্ধতিটির সুবিধা এবং অসুবিধা
প্রতিটি কঠোরতা গণনা পদ্ধতি অনন্য এবং কিছু ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। ব্রিনেল এবং রকওয়েল কঠোরতা পদ্ধতিমৌলিক।
এই পদ্ধতির বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে:
- উচ্চ কঠোরতার পরীক্ষার সম্ভাবনা;
- পরীক্ষার সময় পৃষ্ঠের সামান্য ক্ষতি;
- সরল পদ্ধতি যাতে ইন্ডেন্টেশন ব্যাস পরিমাপের প্রয়োজন হয় না;
- পরীক্ষা প্রক্রিয়া যথেষ্ট দ্রুত।
ত্রুটিগুলি:
- ব্রিনেল এবং ভিকার্স কঠোরতা পরীক্ষকদের তুলনায়, রকওয়েল পদ্ধতি যথেষ্ট সঠিক নয়;
- নমুনা পৃষ্ঠ সাবধানে প্রস্তুত করা আবশ্যক।
রকওয়েল স্কেলের গঠন
রকওয়েল পদ্ধতিতে ধাতুর কঠোরতা পরীক্ষা করার জন্য, শুধুমাত্র 11টি স্কেল পাওয়া গেছে। তাদের পার্থক্য টিপ এবং লোডের অনুপাতের মধ্যে রয়েছে। টিপটি কেবল একটি হীরার শঙ্কুই নয়, একটি গোলকের আকারে কার্বাইড এবং টাংস্টেন বা শক্ত ইস্পাতের একটি বলও হতে পারে। ইনস্টলেশনে স্থির করা টিপকে শনাক্তকারী বলা হয়৷
স্কেলগুলি সাধারণত ল্যাটিন বর্ণমালার অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়: A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T.
শক্তি পরীক্ষা প্রধান স্কেল দিয়ে করা হয় - A, B, C:
- স্কেল A: 60 kgf লোড সহ একটি হীরার শঙ্কু দিয়ে পরীক্ষা করা। পদবী - HRA। এই ধরনের পরীক্ষা পাতলা শক্ত পদার্থের জন্য করা হয় (0.3-0.5 মিমি);
- স্কেল B: 100 kgf স্টিল বল পরীক্ষা। পদবী - HRB। পরীক্ষা করা হয় অ্যানিলড মাইল্ড স্টিল এবং অ লৌহঘটিত অ্যালয়েসের উপর;
- স্কেল C: 150 kgf শঙ্কু পরীক্ষা। পদবী - HRC। মাঝারি শক্ত ধাতু, শক্ত এবং টেম্পারড ইস্পাত বা 0.5 মিমি এর বেশি পুরুত্বের স্তরগুলির জন্য পরীক্ষা করা হয়।
পদ্ধতি অনুসারে কঠোরতারকওয়েলকে সাধারণত স্কেলের তৃতীয় অক্ষর দিয়ে HR বোঝানো হয় (উদাহরণস্বরূপ, HRA, HRC)।
গণনার সূত্র
উপাদানের কঠোরতা ডগাটির অনুপ্রবেশ গভীরতাকে প্রভাবিত করে। পরীক্ষার বস্তু যত কঠিন হবে, অনুপ্রবেশ তত কম হবে।
সংখ্যাগতভাবে একটি উপাদানের কঠোরতা নির্ধারণ করতে, একটি সূত্র প্রয়োজন। এর সহগ স্কেলের উপর নির্ভর করে। পরিমাপের ত্রুটি কমাতে, প্রধান এবং প্রাথমিক (10 kgf) লোড প্রয়োগের মুহুর্তে ইন্ডেন্টারের অনুপ্রবেশ গভীরতার আপেক্ষিক পার্থক্য গ্রহণ করা উচিত।
রকওয়েল কঠোরতা পরিমাপ পদ্ধতিতে সূত্রের ব্যবহার জড়িত: HR=N-(H-h)/s, যেখানে পার্থক্য H-h বোঝায় লোডের অধীনে ইন্ডেন্টারের আপেক্ষিক অনুপ্রবেশ গভীরতা (প্রাথমিক এবং প্রধান), মান হল মিমি গণনা করা হয়। N, s হল ধ্রুবক, তারা নির্দিষ্ট স্কেলের উপর নির্ভর করে।
রকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষক
হার্ডনেস টেস্টার হল রকওয়েল পদ্ধতিতে ধাতু এবং সংকর ধাতুগুলির কঠোরতা নির্ধারণের জন্য একটি ডিভাইস। এটি একটি হীরার শঙ্কু (বা বল) সহ একটি ডিভাইস এবং যে উপাদানটিতে শঙ্কুটি প্রবেশ করতে হবে। প্রভাব বল সামঞ্জস্য করার জন্য একটি ওজনও সংযুক্ত করা হয়৷
সময় নির্দেশক প্রদর্শন করে। প্রক্রিয়াটি দুটি পর্যায়ে সঞ্চালিত হয়: প্রথমে, 10 কেজিএফ শক্তি দিয়ে চাপ দেওয়া হয়, তারপর আরও শক্তিশালী। বেশি চাপ দেওয়ার জন্য, একটি শঙ্কু ব্যবহার করা হয়, কম জন্য, একটি বল৷
পরীক্ষার উপাদানটি অনুভূমিকভাবে স্থাপন করা হয়েছে। হীরাটি একটি লিভার দিয়ে এটির উপরে নামানো হয়। একটি মসৃণ বংশধরের জন্য, ডিভাইসটি একটি তেল শক শোষক সহ একটি হ্যান্ডেল ব্যবহার করে৷
প্রধান লোড সময় সাধারণত হয়উপাদানের উপর নির্ভর করে 3 থেকে 6 সেকেন্ড। পরীক্ষার ফলাফল পাওয়া না যাওয়া পর্যন্ত প্রিলোড বজায় রাখতে হবে।
সূচকের বড় তীরটি ঘড়ির কাঁটার দিকে চলে এবং পরীক্ষার ফলাফল প্রতিফলিত করে।
অভ্যাসের মধ্যে সবচেয়ে জনপ্রিয় এই ধরনের রকওয়েল কঠোরতা পরীক্ষক মডেল:
- স্টেশনারি ডিভাইস "মেট্রোটেস্ট" মডেল "ITR", উদাহরণস্বরূপ, "ITR-60/150-M"।
- Qness GmbH মডেল Q150R.
- স্টেশনারি স্বয়ংক্রিয় ডিভাইস TIME Group Inc মডেল TH300।
পরীক্ষা পদ্ধতি
গবেষণার জন্য সতর্ক প্রস্তুতি প্রয়োজন। রকওয়েল পদ্ধতিতে ধাতুর কঠোরতা নির্ধারণ করার সময়, নমুনার পৃষ্ঠটি অবশ্যই পরিষ্কার হতে হবে, ফাটল এবং আঁশ ছাড়াই। এটা ক্রমাগত চেক করা গুরুত্বপূর্ণ যে লোডটি উপাদানের পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে কিনা এবং এটি টেবিলে স্থিতিশীল কিনা।
শঙ্কুটি ঠেলে দেওয়ার সময় ছাপটি কমপক্ষে 1.5 মিমি হওয়া উচিত এবং বলটি ঠেলে দেওয়ার সময় - 4 মিমি-এর বেশি। কার্যকরী গণনার জন্য, প্রধান লোড অপসারণের পরে নমুনাটি অবশ্যই ইনডেনটারের অনুপ্রবেশ গভীরতার চেয়ে 10 গুণ বেশি পুরু হতে হবে। এছাড়াও, একটি নমুনার কমপক্ষে 3টি পরীক্ষা করা উচিত, যার পরে ফলাফল গড় করা উচিত।
পরীক্ষার ধাপ
পরীক্ষার একটি ইতিবাচক ফলাফল এবং একটি ছোট ত্রুটির জন্য, আপনাকে এটির আচরণের ক্রম অনুসরণ করতে হবে।
দ্বারা কঠোরতা নির্ধারণের পদ্ধতিতে পরীক্ষার পর্যায়গুলিরকওয়েল:
- স্কেলের পছন্দ নির্ধারণ করুন।
- প্রয়োজনীয় ইনডেনটার ইনস্টল করুন এবং লোড করুন।
- যন্ত্রের ইনস্টলেশন এবং নমুনা সংশোধন করতে দুটি পরীক্ষা (ফলাফল অন্তর্ভুক্ত নয়) প্রিন্ট করুন।
- ইনস্ট্রুমেন্ট টেবিলে রেফারেন্স ব্লক রাখুন।
- প্রিলোড পরীক্ষা করুন (10 kgf) এবং স্কেল পুনরায় সেট করুন।
- প্রধান লোড প্রয়োগ করুন, সর্বোচ্চ ফলাফলের জন্য অপেক্ষা করুন।
- লোডটি সরান এবং ডায়ালে প্রাপ্ত মান পড়ুন।
নিয়মিত পণ্যগুলি পরীক্ষা করার সময় একটি নমুনা পরীক্ষা করার অনুমতি দেয়৷
যা নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করবে
যেকোন পরীক্ষা পরিচালনা করার সময়, অনেকগুলি বিষয় বিবেচনা করা গুরুত্বপূর্ণ। রকওয়েল কঠোরতা সনাক্তকরণেরও নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে৷
যে বিষয়গুলিতে মনোযোগ দিতে হবে:
- পরীক্ষার টুকরোটির পুরুত্ব। পরীক্ষার নিয়ম অনুসারে টিপের অনুপ্রবেশ গভীরতার দশ গুণের কম নমুনা ব্যবহার করা নিষিদ্ধ। অর্থাৎ, যদি অনুপ্রবেশের গভীরতা 0.2 মিমি হয়, তাহলে উপাদানটি কমপক্ষে 2 সেমি পুরু হতে হবে।
- নমুনার প্রিন্টের মধ্যে অবশ্যই দূরত্ব থাকতে হবে। কাছাকাছি মুদ্রণের কেন্দ্রগুলির মধ্যে এটি তিনটি ব্যাস।
- গবেষকের অবস্থানের উপর নির্ভর করে ডায়ালে পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফলের সম্ভাব্য পরিবর্তন বিবেচনায় নেওয়া উচিত। অর্থাৎ ফলাফল পড়া এক দৃষ্টিকোণ থেকে করা উচিত।
পরীক্ষায় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যশক্তি
পদার্থের শক্তি বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কযুক্ত এবং অন্বেষণ করুন এবং রকওয়েল কঠোরতা পদ্ধতির দ্বারা কঠোরতা পরীক্ষার ফলাফলগুলি ডেভিডেনকভ এন.এন., মার্কোভেটস এম.পি. এবং অন্যান্যদের মতো উপাদান বিজ্ঞানীদের দ্বারা প্রাপ্ত হয়েছিল৷
ইন্ডেন্টেশন কঠোরতা পরীক্ষার ফলাফল অনুসারে, ফলনের শক্তি গণনার পদ্ধতি প্রয়োগ করা হয়। এই সম্পর্কটি উচ্চ ক্রোমিয়াম স্টেইনলেস স্টিলের জন্য গণনা করা হয় যা একাধিক তাপ চিকিত্সার মধ্য দিয়ে গেছে। ডায়মন্ড ইনডেনটার ব্যবহার করার সময় গড় বিচ্যুতি মান ছিল +০.৯%।
কঠোরতা সম্পর্কিত উপকরণগুলির অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণের জন্যও গবেষণা চলছে। উদাহরণস্বরূপ, প্রসার্য শক্তি (বা প্রসার্য শক্তি), প্রকৃত ফ্র্যাকচার প্রতিরোধ এবং আপেক্ষিক সংকোচন।
কঠোরতা নির্ধারণের জন্য বিকল্প পদ্ধতি
কঠোরতা পরিমাপ শুধুমাত্র রকওয়েল পদ্ধতি দ্বারা সম্ভব নয়। প্রতিটি পদ্ধতির প্রধান পয়েন্ট এবং তাদের পার্থক্য বিবেচনা করুন। স্ট্যাটিক লোড পরীক্ষা:
- অধ্যয়নের নমুনা। Rockell এবং Vickers পদ্ধতি অপেক্ষাকৃত নরম এবং উচ্চ শক্তি উপকরণ পরীক্ষা করা সম্ভব. Brinell পদ্ধতি 650 HBW পর্যন্ত কঠোরতা সহ নরম ধাতু অধ্যয়ন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সুপার-রকওয়েল পদ্ধতি কম লোডে কঠোরতা পরীক্ষার অনুমতি দেয়৷
- GOST রকওয়েল পদ্ধতি GOST 9013-59, Brinell পদ্ধতি - 9012-59, Vickers পদ্ধতি - 2999-75, Shor পদ্ধতি - GOST 263-75, 24622-91, 24621-91, ASTM D2240, ISO 86888
- ডুরোমিটার। রকওয়েল এবং শোর গবেষকদের ডিভাইসগুলি সহজব্যবহার এবং ছোট আকার। Vickers সরঞ্জাম খুব পাতলা এবং ছোট নমুনা পরীক্ষা করার অনুমতি দেয়.
নিকোলায়েভ উল্লম্ব প্রভাব পরীক্ষক, স্কোপার এবং বাউম্যান স্প্রিং ডিভাইস এবং অন্যান্য ব্যবহার করে মার্টেল, পোল্ডির পদ্ধতি অনুসারে গতিশীল চাপের মধ্যে পরীক্ষাগুলি পরিচালিত হয়েছিল৷
আঁচড় দিয়েও কঠোরতা পরিমাপ করা যায়। এই ধরনের পরীক্ষাগুলি একটি বার্ব ফাইল, মন্টারস, হ্যানকিন্স, বীরবাউম মাইক্রোক্যারেক্টারাইজার এবং অন্যান্য ব্যবহার করে করা হয়েছিল৷
এর ত্রুটিগুলি সত্ত্বেও, রকওয়েল পদ্ধতিটি শিল্পে কঠোরতা পরীক্ষার জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটি সঞ্চালন করা সহজ, প্রধানত এই কারণে যে এটি একটি মাইক্রোস্কোপের নীচে মুদ্রণ পরিমাপ করা এবং পৃষ্ঠটি পোলিশ করার প্রয়োজন নেই। কিন্তু একই সময়ে, পদ্ধতিটি ব্রিনেল এবং ভিকারের প্রস্তাবিত গবেষণার মতো সঠিক নয়। কঠোরতা, বিভিন্ন উপায়ে পরিমাপ, একটি নির্ভরতা আছে. অর্থাৎ, রকওয়েল কার্যকরী ইউনিটগুলিকে ব্রিনেল ইউনিটে রূপান্তর করা যেতে পারে। আইনী স্তরে, ASTM E-140 এর মতো প্রবিধান রয়েছে যা কঠোরতার মান তুলনা করে।
